Введение

Класс антиретровирусных препаратов. Ингибиторы обратной транскриптазы (ИТ) — это класс антиретровирусных препаратов, используемых для лечения ВИЧ-инфекции или СПИДа, а в некоторых случаях — гепатита B. ИТ подавляют активность обратной транскриптазы, вирусной ДНК-полимеразы, необходимой для репликации ВИЧ и других ретровирусов.

Механизм действия

Когда ВИЧ заражает клетку, обратная транскриптаза копирует вирусный одноцепочечный РНК-геном в двухцепочечную вирусную ДНК. Затем вирусная ДНК интегрируется в хромосомную ДНК хозяина, что позволяет клеточным процессам хозяина, таким как транскрипция и трансляция, воспроизводить вирус. Ингибиторы обратной транскриптазы (ИОТ) блокируют ферментативную функцию обратной транскриптазы и препятствуют завершению синтеза двухцепочечной вирусной ДНК, тем самым предотвращая размножение ВИЧ. Аналогичный процесс происходит и с другими типами вирусов. Например, вирус гепатита B несет свой генетический материал в виде ДНК и использует РНК-зависимую ДНК-полимеразу для репликации. Некоторые из тех же соединений, которые используются в качестве ИОТ, также могут блокировать репликацию ВГВ; при использовании таким образом они называются ингибиторами полимеразы.

Ингибиторы обратной транскриптазы (НАРТИ или НРТИ)

Нуклеозидные аналоги ингибиторов обратной транскриптазы (НАРТИ или НРТИ) составляют первый класс разработанных антиретровирусных препаратов. Для включения в вирусную ДНК НРТИ должны быть активированы в клетке путем присоединения трех фосфатных групп к их дезоксирибозному фрагменту, образуя трифосфаты НРТИ. Этот этап фосфорилирования осуществляется клеточными ферментами – киназами. НРТИ могут вызывать нарушение функции митохондрий, что приводит к ряду нежелательных явлений, включая симптоматический лактоацидоз. Зидовудин, также известный как AZT, ZDV и азидотимидин, продается под торговым названием Retrovir. Зидовудин был первым антиретровирусным препаратом, одобренным FDA для лечения ВИЧ. Диданозин, также известный как ddI, с торговыми названиями Videx и Videx EC, был вторым антиретровирусным препаратом, одобренным FDA. Он является аналогом аденозина. Зальцитабин, также известный как ddC и дидеоксицитидин, продается под торговым названием Hivid. Производитель прекратил производство этого препарата. Ставудин, также известный как d4T, продается под торговыми названиями Zerit и Zerit XR. Ламивудин, также известный как 3TC, продается под торговыми названиями Zeffix и Epivir. Он одобрен для лечения как ВИЧ, так и гепатита B. Абакавир, также известный как ABC, продается под торговым названием Ziagen и является аналогом гуанозина. Эмтрицитабин, также известный как FTC, продается под торговым названием Emtriva (ранее Coviracil). Имея структуру, аналогичную ламивудину, он одобрен для лечения ВИЧ и проходит клинические испытания для лечения гепатита B. Энтекавир, также известный как ETV, является аналогом гуанозина, используемым для лечения гепатита B под торговым названием Baraclude. Он не одобрен для лечения ВИЧ. Truvada, содержащий эмтрицитабин и тенофовирдизопроксилафумарат, используется для лечения и профилактики ВИЧ. Он одобрен для профилактики ВИЧ в США и производится компанией Gilead. Азвудин, также известный как RO 0622, изучался в качестве возможного средства лечения СПИДа, гепатита С и SARS-CoV-2.

Ингибиторы ненуклеозидных обратных транскриптаз (ННРТИ)

Ингибиторы ненуклеозидной обратной транскриптазы (ННРТИ) — это третий класс антиретровирусных препаратов, который был разработан. Во всех случаях патенты действуют и после 2007 года. Этот класс препаратов был впервые описан в Институте медицинских исследований Рега (Бельгия). Эфавиренз продается под торговыми названиями Sustiva и Stocrin. Невирапин имеет торговое название Viramune. Делавирдин, в настоящее время используемый редко, продается под торговым названием Rescriptor. Этравирин имеет торговое название Intelence и был одобрен FDA в 2008 году. Рильпивирин имеет торговое название Edurant и был одобрен FDA в мае 2011 года. Доравирин имеет торговое название Pifeltro, разработан компанией Merck & Co. Он был одобрен FDA в августе 2018 года. Он также используется в комбинированной таблетке в составе доравирина/ламивудина/тенофовира дизопроксила фумарата (Delstrigo). Эльсульфавирин, продаваемый как Elpida, был одобрен Министерством здравоохранения России в 2017 году и в настоящее время используется как монотерапия или в фиксированной дозе в комбинации с тенофовира дизопроксилом и эмтрицитабином (Elpida Combi).

Ингибитор транслокации нуклеозидной обратной транскриптазы (НРТТИ)

Это новый класс противовирусных препаратов, первым представителем которого является МК 8591, или Ислатравир. Ислатравир был разработан компанией Merck & Co. Он принимается внутрь, обладает длительным противовирусным действием и исследуется в качестве антиретровирусной терапии (АРТ) против ВИЧ-1.

Ингибиторы портмантео

Исследователи разработали молекулы, которые одновременно ингибируют обратную транскриптазу (РТ) и интегразу (ИН). Эти препараты относятся к типу "комбинированных ингибиторов".

Механизмы резистентности к ингибиторам обратной транскриптазы

Хотя НРТИ и ННРТИ одинаково эффективны в прекращении синтеза ДНК и репликации ВИЧ, ВИЧ может и в конечном итоге развивает механизмы, которые наделяют вирус устойчивостью к этим препаратам. Обратная транскриптаза ВИЧ-1 не обладает функцией коррекции ошибок. Это, в сочетании с селективным давлением, оказываемым препаратом, приводит к мутациям в обратной транскриптазе, которые делают вирус менее чувствительным к НРТИ и ННРТИ. Аспартатные остатки 110, 185 и 186 в полимеразном домене обратной транскриптазы играют важную роль в связывании и включении нуклеотидов. Боковые цепи остатков K65, R72 и Q151 взаимодействуют с поступающим нуклеотидом. Также важен L74, который взаимодействует с матричной цепью, чтобы позиционировать ее для спаривания оснований с нуклеотидом. Мутация этих ключевых аминокислот приводит к снижению включения аналогов.

Резистентность к NRTI

Существует два основных механизма резистентности к НРТИ. Первый – уменьшенное включение аналога нуклеотида в ДНК по сравнению с нормальным нуклеотидом. Это обусловлено мутациями в N-концевом полимеразном домене обратной транскриптазы, которые снижают аффинность фермента или его способность связываться с препаратом. Ярким примером этого механизма является мутация M184V, которая обуславливает резистентность к ламивудину (3TC) и эмтрицитабину (FTC). Другой хорошо изученный набор мутаций – комплекс Q151M, встречающийся при ВИЧ, резистентном к нескольким препаратам, который снижает эффективность обратной транскриптазы при включении НРТИ, но не влияет на включение естественных нуклеотидов. Комплекс включает мутацию Q151M в сочетании с A62V, V75I, F77L и F116Y. Вирус, содержащий только Q151M, проявляет умеренную устойчивость к зидовудину (AZT), диданозину (ddI), зальцитабину (ddC), ставудину (d4T) и незначительную устойчивость к абакавиру (ABC). Вирус с комплексом Q151M, в сочетании с другими четырьмя мутациями, становится высокорезистентным к вышеперечисленным препаратам и дополнительно резистентен к ламивудину (3TC) и эмтрицитабину (FTC). Второй механизм – вырезание или гидролитическое удаление включенного препарата или пирофосфоролиз. Это обратная реакция полимеразы, при которой пирофосфат/ППИ, высвобождаемый при включении нуклеотида, реагирует с включенным препаратом (монофосфатом), что приводит к высвобождению трифосфата препарата. Это «разблокирует» цепь ДНК, позволяя ей удлиняться и продолжать репликацию. Мутации, усиливающие вырезание, такие как M41L, D67N, K70R, L210W, T215Y/F и K219E/Q, отбираются тимидиновыми аналогами AZT и D4T и поэтому называются тимидиновыми аналоговыми мутациями (TAM). Другие мутации, включая вставки и делеции на фоне вышеуказанных мутаций, также обуславливают резистентность за счет усиленного вырезания. Мутации в ответ на ННРТИ снижают связывание препарата с этим участком. Лечение режимом, включающим эфавиренц (EFV) и невирапин (NVP), обычно приводит к мутациям L100I, Y181C/I, K103N, V106A/M, V108I, Y188C/H/L и G190A/S. Существует три основных механизма резистентности к ННРТИ. В первом случае мутации НРТИ нарушают специфические контакты между ингибитором и участком связывания ННРТИ. Примером этого являются K103N и K101E, которые расположены у входа в участок, блокируя вход/связывание препарата. Второй механизм – нарушение важных взаимодействий внутри участка. Например, Y181C и Y188L приводят к потере важных ароматических колец, участвующих в связывании ННРТИ. Третий тип мутаций приводит к изменениям в общей конформации или размере участка связывания ННРТИ. Примером является G190E, который создает стерические препятствия в участке, оставляя мало или совсем нет места для плотного связывания ННРТИ.